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随着绿色高性能混凝土的广泛运用,矿渣、粉煤灰和硅灰等常用的掺合料资源出现紧缺现象,而我国玄武岩天然矿物藏量丰富,廉价易得,将其作为混凝土掺合料代替粉煤灰等高价掺合料和与矿渣、石灰石复合配制混凝土具有重要意义。本论文以C45混凝土为研究对象,通过正交试验研究各因素对混凝土坍落度、强度、氯离子渗透性的影响,从而得出玄武岩微粉-矿渣微粉-石灰石粉(玄-矿-石)C45混凝土的最适宜配合比,通过对比试验研究了玄武岩微粉-矿渣微粉-石灰石粉混凝土的工作性能、作用机理、氯离子渗透性能和抗海水侵蚀性能。 在进行了大量初步探索性试验的基础上,试验以用水量、砂率、玄武岩微粉掺量、矿渣微粉掺量、石灰石粉掺量作为影响因素,进行L16(45)正交试验。结果表明:采用15％玄武岩微粉、15%矿渣微粉和10%石灰石粉等量取代45%的水泥,能配制出性能优良、经济合理的C45玄-矿-石混凝土,最适宜配合比为用水量为152kg/m3,水泥用量292kg/m3,石子1206kg/m3,砂子567kg/m3,玄武岩微粉73kg/m3,矿渣微粉73kg/m3,石灰石粉49kg/m3,减水剂8kg/m3。 通过纯水泥、单掺矿渣微粉45%、掺15%玄武岩微粉-15%矿渣微粉-10%石灰石粉三种混凝土在高效减水剂的作用下进行坍落度损失对比试验,结果表明矿渣微粉和石灰石粉的掺入能减小混凝土拌和物的坍落度损失,玄武岩微粉的掺入能增大混凝土拌和物的坍落度损失,采用最适宜配合比三掺所配制的混凝土坍落度较大,且坍落度损失率不高于基准混凝土,同时泌水率也维持在较低水平,在AF-CA减水剂作用下泌水率更低。 通过对玄武-矿-石粉作为混凝土掺合料的机理分析得出,玄武岩微粉、矿渣微粉和石灰石粉可以通过物理填充效应提高混凝土整体密实度、改善混凝土拌和物性能;石灰石粉作为混凝土掺合料在早期促进拌和物水化,保证了混凝土早期强度;玄武岩微粉、矿渣微粉作为混凝土掺合料主要发挥其化学作用,通过参与二次水化反应,保证了混凝土的后期强度。三种微粉按一定比例双掺作混凝土掺合料,能充分发挥两者的物理、化学综合作用,互相协调对混凝土性能的影响,使得混凝土在诸多性能不降低的前提下还能得到低泌水率、低氯离子渗透性和高强度。 玄武岩微粉、矿渣微粉和石灰石粉的掺入提高了矿渣微粉-沸石粉混凝土的抗渗性、降低了毛细孔率,玄武岩微粉和矿渣微粉在二次水化反应中逐渐消耗了水泥水化产生的Ca(OH)2,反应生成二次C-S-H凝胶,使得硫酸根与Ca(OH)2反应产生的石膏型破坏作用降到最低,在海水侵蚀环境中,产生了Friedel盐和FeSO4晶体,所以掺玄武岩微粉、矿渣微粉和石灰石粉混凝土抗氯离子渗透性能得到提高,且在硫酸盐和海水侵蚀液中强度保持率得到提高、达最大强度和侵蚀破坏的时间得到推迟。